Nuevo dispositivo electrónico portátil basado en IA para medir la calidad de las harinas
La calidad de las masas de harina viene determinada por características físicas como la elasticidad o la extensibilidad, que determinan las condiciones de procesamiento y su uso final. Investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) han desarrollado un nuevo dispositivo electrónico portátil y de bajo coste, que utiliza la inteligencia artificial (IA) para medir en pocos segundos las propiedades viscoelásticas de harinas y productos similares. El proyecto ha recibido una ayuda Producte de 149.954,53 euros, en el marco del programa Industria del Conocimiento de la Generalidad de Cataluña, con el objetivo de mejorar este prototipo e impulsar su transferencia a la industria de producción de cereales.
El proyecto RELAPP está liderado por Antoni Monleón, profesor del Departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Facultad de Biología e investigador del Grupo de Investigación Consolidado GRBIO y del grupo Biost3 de la UB, en el que también participa Pere López, que es el científico emprendedor. También participan investigadores del Laboratorio Mat Control de la Facultad de Química de la UB, dirigido por la profesora Àngels Sahuquillo, y del grupo de Instrumentación Electrónica y Biomédica de la UPC (IEB-UPC), dirigido por Juan Ramos Castro.
La evaluación de las propiedades viscoelásticas de las masas de harinas en la industria alimentaria se realiza con técnicas como el alveógrafo de Chopin o el farinógrafo, que ofrecen resultados de gran precisión y exactitud, pero que presentan distintas limitaciones. “La caracterización debe realizarse en un laboratorio analítico de control de calidad con aparatos costosos, delicados, que requieren personal técnico especializado y que no permiten su uso en continuo en una línea de producción”, explica Antoni Monleón.
Ante esta problemática, el equipo del proyecto ha desarrollado un innovador dispositivo, compacto y de bajo coste que permite obtener medidas in situ de propiedades de las masas de harinas como la elasticidad, tesón, extensibilidad, penetrabilidad, entre otros, mediante sensores de movimiento y acelerómetros electrónicos. “RELAPP pretende convertirse en un dispositivo portátil o de campo, que no sustituya a los que se utilizan en el laboratorio, pero que proporcione resultados aproximados de parámetros viscoelásticos sobre un amplio espectro de materiales, con fiabilidad adecuada como para poder ser utilizado como método de cribado”, subraya el profesor Monleón.
Los sensores están controlados por un software específico que realiza todos los cálculos adecuados para conseguir parámetros de interés industrial. «La tecnología se basa en el análisis geométrico de la deformación de un material blando como es la masa de harina y aplica un modelo de inteligencia artificial para predecir los principales parámetros reológicos que se utilizan en la industria de los cereales» , detalla el investigador de la UB.
A diferencia de los aparatos estándar, el prototipo permite la medida de las propiedades viscoelásticas de harinas integrales o harinas con mezclas de otros productos como semillas, aditivos, etc. Además, también podría utilizarse para “identificar o predecir parámetros basados en conocimientos de experto como la cantidad de agua por un buen amasado o la calidad de la fermentación basada en criterios de experiencia previa o en medidas en otros materiales como plásticos”, añade Monleón.
Prototipo validado en el laboratorio y en la industria
El proyecto ya obtuvo en 2019 una ayuda Semilla, también del programa Industria del Conocimiento, que permitió la construcción de dos prototipos que se validaron primeramente en el laboratorio Mat Control de la UB – que dispone de materiales para el control de calidad de harinas y trigos – y después en condiciones controladas en la empresa industrial Farines Ylla (Vic).
Con la nueva ayuda Producte, el objetivo es desarrollar un prototipo preindustrial robusto y fiable para automatizar todas las medidas descritas y conseguir una prueba de concepto testeada en la industria.
Imagen del prototipo desarrollado por investigadores de la Universidad de Barcelona.